第十二章 电能 能量守恒定律 单元检测试卷（拔高卷）-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 聚焦电能与能量守恒，以机器人跑步、电动机应用等真实情境为载体，通过选择、实验、解答题梯度设计，考查物理观念、科学思维与科学探究能力，适配单元拔高训练。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|功率计算、电路分析、U-I图像|第1题以机器人跑步考功率效率，第7题结合太阳能电池U-I图像，体现科技情境| |实验题|2/约20|电源电动势与内阻测定|第11题考电路纠错与器材选择，第12题含U-I图像数据处理，注重科学探究| |解答题|3/约34|电路综合计算、电动机效率|第14题关联制造强国转型，第15题结合滑动变阻器功率分析，突出综合应用|

2025- -2026学年物理人教版必修第三册 第十二章电能能量守恒定律单元检测试卷（拔高卷） 满分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．如图所示，在一场人形机器人跑步大赛中，某型号机器人在平直路面上以速度v匀速跑步，此时电池工作电压为U，输出电流为I，已知输出功率的80%用于电机驱动，驱动电机的输出能量转化为机器人跑步的机械能的效率为η，机器人跑步时受到的阻力为f，则（　　） A．驱动电机的输出功率为0.8UI B．驱动电机线圈的电阻为 C．驱动电机的效率为 D．机器人克服阻力做功的功率为0.8ηUI 2．将一个“6V，6W”的小灯甲连接在内阻不能忽略的电源上，小灯恰好正常发光，现改将一个“6V，3W”的小灯乙连接到同一电源上，则（　　） A．小灯乙可能正常发光 B．小灯乙可能因电压过高而烧毁 C．小灯乙可能因电压较低而不能正常发光 D．小灯乙一定正常发光 3．如图，电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻和可变电阻串联组成电路，下列说法正确的是（    ） A．若，则上的功率达到最大值 B．若，则上的功率达到最大值 C．若，则电源内阻的热功率达到最大值 D．若，则电源输出功率随的增大而减小 4．如图，分别为某电源的图像和某电阻的图像，下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势为 B．将电源和电阻组成闭合回路，电源的内阻为 C．电源的短路电流为 D．将电源和电阻组成闭合回路，电源的内阻为 5．如图所示，电源电动势E=8V，内阻r=0.5Ω，标有“6V 12W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R0=0.2Ω，则电动机的输出功率为（    ）    A．12.8W B．12W C．11.2W D．10W 6．在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表的示数减小，电流表的示数增大。电压表和电流表均为理想电表，电阻元件完全相同，则可能出现的故障是（　　） A．断路 B．短路 C．断路 D．短路 7．将卫星送入预定轨道后。卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（　　） A．电源的电动势为 B．电阻两端的电压为 C．电源输出功率为 D．硅光电池的内阻为12.5Ω 8．下列电器把电能主要转化为内能的是（　　） A．热水壶B．电风扇C．护眼灯D．电饭煲 9．如图所示电路中，电表均为理想电表，电源电动势为E、内阻为r，、是定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，电流表A的示数变化量的绝对值为，电压表、示数变化量的绝对值分别为、．则在此过程中，下列说法中正确的是（   ） A．电流表A的示数变小 B．电压表的示数变小 C．大于 D．保持不变 10．如图，电源电动势为E、内阻为r，R₁、R₃为定值电阻，电容器的电容为C，已知 r，滑动变阻器R₂的最大阻值大于r。现将滑动变阻器的滑动片P由最上端缓慢地向下滑动，电压表 V₁、V₂示数变化量的绝对值分别为 下列说法正确的是（　　）    A．电压表 V₁、V₂示数增大，电流表 A 的示数减小 B．当 时，电源的输出功率最大，电源效率也最大 C．电容器增加的电荷量为 CΔU1 D． 二、实验题 11．测定电源的电动势和内阻的实验电路和图像如下：         现备有以下器材： A．干电池1节 B．滑动变阻器（0~50Ω） C．滑动变阻器（0~1750Ω） D．电压表（0~3V） E.电压表（0~15V） F.电流表（0~0.6A） G.电流表（0~3A） (1)如上图所示实物连接图中，有一根线的连接是错误的，这根错误的线是（　　） A．a B．b C．c D．d (2)其中滑动变阻器应选__________，电流表应选__________，电压表应选__________；（填字母代号） (3)由图像可知这个干电池的电动势E=__________V，电阻r=__________Ω； 12．某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的器材有： A．电压表V：0~3V，0~15V B．电流表A：0~0.6A，0~3A C．滑动变阻器R1：（20Ω，1A） D．滑动变阻器R2：（200Ω，0.1A） E.开关S和导线若干 (1)实验中电压表应选用的量程为__________（选填“0~3V”或“0~15V”）；电流表应选用的量程为_______（选填的“0~0.6A”或“0~3A”）；滑动变阻器应选用________（选填“R1”或“R2”）。 (2)根据图甲的电路图，完成图乙中的实物电路图连线_______。 (3)实验测得的6组数据已在U-I图像中标出，如图丙所示。请你根据数据点位置完成U-I图线_____，并由图线求出该电池的电动势E=_______V，内阻r=________Ω。（结果均保留两位有效数字） (4)由于没有考虑电流表的内阻，这对测量结果_____（填“有”、“无”）影响，理由是__________。 三、解答题 13．如图所示，电源电压恒为U=6V，定值电阻R阻值20 Ω，小灯泡L的额定电压UL=4V；闭合开关后，小灯泡L正常发光，求： (1)定值电阻R两端的电压UR； (2)电路的电流I； (3)L的额定功率PL； 14．在从“制造大国”向“制造强国”的转型中，电动机的创新和应用是必不可少的。如图所示，已知电源电动势，内电阻，定值电阻，小型直流电动机的线圈电阻、额定电压，开关闭合时，电动机恰好正常工作。求： （1）电源的总功率； （2）电动机正常工作的效率。 15．如图甲所示，电源内阻，、均为定值电阻，，为滑动变阻器，最大阻值为，电容器的电容，电表均为理想电表。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电路稳定时读出电压表和电流表的示数，得到关系如图乙所示。求： (1)电源的电动势和的阻值； (2)当滑片P移到正中间位置时，电容器上带的电荷量； (3)滑片P从移到的过程中，滑动变阻器的最大功率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2026年7月5日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D D C C C AD AD AD 1．B 【详解】A．由题意得，驱动电机的输入功率为，A错误； BCD．机器人克服阻力做功的功率为，驱动电机的输出功率为，所以驱动电机热功率为 电机的热输出功率的80%用于电机驱动，所以流经电动机的电流为，则 联立解得 驱动电机的效率为，CD错误，B正确。 故选B。 2．B 【详解】由题，甲灯接在电源上正常发光，甲灯的电压为6V，根据公式可知，乙灯的电阻比甲灯电阻大，当乙灯接到同一电源上时，分得的电压将大于6V，所以小灯乙可能比正常发光略微亮一点，也可能因电压过高而烧毁； 故选B。 3．D 【详解】ABC．、r是定值电阻，根据 ， 可知电流最大时，其电功率最大，则当=0时，、r上的功率达到最大值，故ABC错误； D．当外电阻越接近内阻时，电源输出功率越大，由于，则电源输出功率随的增大而减小，故D正确； 故选D。 4．D 【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律可得 由图线a可知，当时，电源的电动势，故A错误； BD．由图可知，当时，外电路的电压 则电源的内阻，故B错误，D正确； C．短路时，外电路的电压为零，由图可知，故C错误。 故选D。 5．C 【详解】经过电源的电流 通过灯泡的电流 通过电动机的电流 电动机消耗的总功率 电动机内阻消耗的功率 则电动机的输出功率 故选C。 6．C 【详解】A．若电路正常，则电压表测量两端的电压，电流表测量流过的支路电流。若断路，电压表测量路端电压，电流表的示数为零，A错误； B．若短路，则被短路，电流表的示数为零，电压表的示数增大，B错误； C．若断路，总电阻增大，干路电流减小，则电压表的示数减小；和的总电阻增大，分压增大，流过和电流表的电流增大，故电流表的示数增大，C正确； D．若短路，则电压表的示数增大，电流表的示数增大，D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．由闭合电路欧姆定律有，当I=0时，有E=U 由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为E=4V，故A错误； BC．根据两图线交点可知，电阻两端的电压为U=3V，电流为I=0.2A，电源输出功率为，故B错误，C正确； D．此时太阳能电池的内阻为，故D错误。 故选C。 8．AD 【详解】热水壶和电饭煲都是把电能主要转化为内能的装置；而电风扇主要是把电能转化为机械能；护眼灯主要是把电能转化为光能。 故选AD。 9．AD 【详解】A．滑动变阻器滑片向右滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中总电阻变大，总电流变小，电流表示数变小，A正确； B．内电压变小，外电压变大，电压表示数变大，两端电压变大，中电流变大，中电流变小，两端的电压变小，则电压表的示数变大，B错误； C．测量的是电阻和的总电压，由上述分析可知，小于，C错误； D．根据闭合电路的欧姆定律可得 故有 电源的内阻r不变，D正确。 故选AD。 10．AD 【详解】A．滑动变阻器的滑片由最上端缓慢地向下滑动，滑动变阻器接入电阻增大，回路总电阻增大，干路电流减小，内电压减小，则路端电压增大，即示数增大，A示数减小，由于 则示数增大，故A正确； B．当 时，电源的输出功率最大，电源效率为50%，不是最大，故B错误； C．根据 解得 则电容器增加的电荷量为 故C错误； D．设电流表示数起始为I，根据欧姆定律有 将滑动变阻器的滑片由最上端缓慢地向下滑动后，有 即 即 故D正确。 故选AD。 11．(1)C (2) B F D (3) 1.5 0.75 【详解】（1）实物连接图中，电压表直接并在电源两端，开关起不到控制作用，所以这根错误的线是c。 故选C。 （2）[1][2][3]一节干电池的电动势约为1.5V，所以电压表应选择D；由图像可知电流表示数在内，所以电流表应选择F；由于干电池的内阻较小，为了调节分别，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的B。 （3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可知 由图像可得， 12．(1) 0~3V 0~0.6A R1 (2) (3) 1.5 0.50 (4) 无 见解析 【详解】（1）[1]一节干电池的电动势为1.5V，因此电压表应选择0~3V量程即可； [2]流经干电池的电流不能太大，因此电流表应选择0~0.6A量程即可； [3]为了调节方便，且外电压明显变化，滑动变阻器应选小电阻，故选R1； （2）伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，由于电源内阻较小，为了减小实验误差，对电源来说，电流表应采用外接法，实物连线如图所示 （3）[1]让尽可能多的点过直线，不能过直线的点对称分布在直线两侧，根据实验得到的数据作图如图所示 [2]由闭合电路欧姆定律得 U=−Ir+E 在U-I图线中，纵轴截距表示电池的电动势，因此可得电池的电动势 E=1.5V [3]在U-I图线中，斜率的大小表示电池的内阻，电池的内阻 Ω=0.50Ω （4）[1][2]本实验采用伏安法测电源的电动势和内阻，电压表测电源的路端电压为准确值，电流表测电路的干路电流，因电压表是非理想电压表，则电压表分流导致电流的测量值偏小；故电流表的内阻分压对实验的测量结果无影响。 13．(1)2V (2)0.1A (3)0.4W 【详解】（1）根据串联电路电压关系，定值电阻R两端的电压为 （2）对于R，根据欧姆定律可得电路的电流为 （3）根据串联电路电流处处相等，L的电流为，则L的额定功率为 14．（1）；（2）62.5% 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得电路中电流为 电源的总功率 （2）电动机消耗的总功率 热功率 输出功率 电动机的效率 15．(1)； (2) (3)3.375W 【详解】（1）结合电路图，根据闭合电路的欧姆定律可得 由图乙知，当时，；当时，；代入数据，联立解得 ， （2）当滑片P移到正中间位置时，电阻接入电路的阻值为最大值的一半，即。可得和并联部分的电阻为 此时电流表的示数为 此时电容两端的电势差等于电阻两端的电势差，为 由电容器的定义可得 代入数据解得 （3）并联部分电压 的功率 整理得 当时，功率最大，解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $